基于amesim的三通插裝閥仿真研究

基于amesim的三通插裝閥仿真研究

0序言2通插銷作為邏輯控制。1a型二通插裝閥如圖2所示為大流量三通回路在蓄能器儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用,充液插裝閥流量流向?yàn)锳→B,一般為A型二通插裝閥,排液插裝閥流量流向?yàn)锽→A,一般為B型二通插裝閥。當(dāng)油源高壓打開充液插裝閥時(shí),同時(shí)通過排液插裝閥的控制腔鎖住排液插裝閥,此時(shí)為蓄能器充液,待充液到一定程度后,蓄能器高壓關(guān)閉充液插裝閥,當(dāng)油源5卸壓后,蓄能器高壓開啟排液插裝閥進(jìn)而為系統(tǒng)供液。2系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立2.1裝閥關(guān)閉工況當(dāng)給蓄能器充液時(shí),充液插裝閥入口高壓將排液插裝閥關(guān)閉。閥芯受力方程為式中:m流入蓄能器的流量方程:式中:C充液插裝閥彈簧腔壓縮流量方程為式中:βe為有效體積彈性模量;V流入充液插裝閥流量為2.2排液插裝閥當(dāng)蓄能器充液完畢后,蓄能器高壓關(guān)閉充液插裝閥,開啟排液插裝閥。閥芯受力平衡方程為式中:m流出排液插裝閥的流量方程排液插裝閥彈簧腔壓縮流量方程為式中:V流入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量方程為3系統(tǒng)建模和模擬根據(jù)插裝閥的原理,利用AMESim仿真軟件中液壓設(shè)計(jì)庫建立了插裝閥HCD模型及整個(gè)回路的仿真模型,如圖3所示。3.1參數(shù)配置在AMESim仿真軟件參數(shù)模式下,按表1設(shè)置各個(gè)元件初始值。3.2彈簧剛度的影響(1)不同彈簧剛度對(duì)充液插裝閥啟閉影響利用AMESim軟件的批處理功能,設(shè)置彈簧剛度分別為1、10、100、1000N/mm進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖4(a)為不同彈簧剛度下充液插裝閥的啟閉特性曲線,圖4(b)、4(c)為其局部放大圖,其中圖4(b)為不同彈簧剛度力下充液插裝閥開啟過程入口壓力響應(yīng)曲線,圖4(c)為不同彈簧剛度下充液插裝閥關(guān)閉過程入口壓力曲線。從圖4(b)看出:隨彈簧剛度的增大,充液插裝閥開啟壓力增大,同時(shí)壓力振動(dòng)增大。從圖4(c)看出:彈簧剛度對(duì)充液插裝閥的關(guān)閉影響程度沒有體現(xiàn),原因是關(guān)閉時(shí)進(jìn)油壓力為零,出口高壓連通了控制腔,高壓使蓄能器關(guān)閉,關(guān)閉時(shí)間可達(dá)80ms。(2)不同彈簧預(yù)緊力對(duì)充液插裝閥啟閉影響設(shè)置彈簧預(yù)緊力分別為80、160、400、800N進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖5(a)為不同彈簧預(yù)緊力下充液插裝閥的啟閉特性曲線,圖5(b)、5(c)為其局部放大圖,其中圖5(b)為不同彈簧預(yù)緊力下充液插裝閥開啟過程入口壓力響應(yīng)曲線,圖5(c)為不同彈簧預(yù)緊力下充液插裝閥關(guān)閉過程入口壓力曲線。從圖5(b)看出:隨彈簧預(yù)緊力增大,充液插裝閥開啟壓力增大,且閥芯的振動(dòng)也增大。從圖5(c)看出:隨彈簧預(yù)緊力增大,充液插裝閥閥芯關(guān)閉過程振動(dòng)程度增大,但關(guān)閉時(shí)間仍然保持在80ms。(3)不同阻尼系數(shù)對(duì)充液插裝閥啟閉影響設(shè)置阻尼系數(shù)分別為25、250、1000、2500N·s/m進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖6(a)為不同阻尼系數(shù)對(duì)充液插裝閥啟閉特性的影響,圖6(b)為其局部放大圖。從圖6可看出:不同阻尼系數(shù)對(duì)充液插裝閥的影響主要體現(xiàn)在充液插裝閥關(guān)閉性能上,隨阻尼增大,閥芯關(guān)閉時(shí)間增加。3.3彈簧預(yù)緊力的影響(1)不同彈簧剛度對(duì)排液插裝閥的影響同樣利用AMESim批處理功能,分別設(shè)置排液插裝閥的彈簧剛度為1、10、100、1000N/mm進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖7為不同彈簧剛度對(duì)排液插裝閥出口壓力的影響。從圖7得:隨彈簧剛度增大,瞬態(tài)閥芯開口時(shí)間縮短,穩(wěn)態(tài)閥芯開口量減小。(2)不同彈簧預(yù)緊力對(duì)排液插裝閥的影響設(shè)置彈簧預(yù)緊力分別為200、400、600、800N進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖8為不同彈簧預(yù)緊力下排液插裝閥的開啟特性曲線。從圖8得:隨彈簧預(yù)緊力增大,瞬態(tài)閥芯開口時(shí)間縮短,穩(wěn)態(tài)閥芯開口量減小。(3)不同阻尼系數(shù)對(duì)排液插裝閥的影響設(shè)置阻尼系數(shù)分別為25、250、1000、2500N·s/m進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如圖9為不同阻尼系數(shù)對(duì)排液插裝閥開啟特性的影響。從圖9得:阻尼系數(shù)增大,閥芯瞬態(tài)開口量增大,穩(wěn)態(tài)開口量不受影響。4彈簧剛度及預(yù)緊力對(duì)插裝閥閥芯開口的影響通過對(duì)大流量三通插裝閥回路的仿真建模及數(shù)學(xué)建模,分析了不同復(fù)位彈簧剛度、彈簧預(yù)緊力、阻尼系數(shù)對(duì)充液插裝閥的啟閉特性和排液插裝閥閥芯位移的影響,得出以下結(jié)論:(1)隨復(fù)位彈簧剛度或彈簧預(yù)緊力的增大,充液插裝閥開啟壓力增大同時(shí)振動(dòng)增大;阻尼系數(shù)主要影響充液插裝